谈计量标准性能表达中的几个问题

  Tess ·  2012-11-19 10:30  ·  14570 次点击
《中国计量》1998年第11、12两期中,连续登载了三个省、自治区计量标准设备表,从这三个表中所反映出的情况来看,本人认为以下几个问题值得注意:
1?准确度的概念如何?用什么来表示测量仪器准确度?
在计量技术规范JJG1001—1991《通用计量名词及定义》(以下简称《91》)以及JJF1001—1998《通用计量术语及定义》(以下简称《98》)中,对测量准确度一词,《91》与《98》给出的定义基本一致,表述为“测量结果与被测量真值之间的一致程度”。对测量仪器的准确度所给出的定义基本也一致,定义为“测量仪器给出接近于真值的响应的能力”。这两个规范在注中也都指出了这两个词是定性的概念。
什么叫定性?一个简单而形象的例子,风力大小的级别表达是定性的表达,例如5级风。但如表达为35km/h的风速,就是定量表达了,或(29~38)km/h。又如,参加运动会跳高的成绩,说取得亚军,是定性的表述,说越过的高度为1.95m,则是定量的表述。这两类表述各有作用,并不能完全相互代替。
测量准确度只用于定性。例如,比较两个以上的测量结果,哪一个准确度较高、较低、或者在说明测量结果的质量时,就说测量准确度符合哪一个技术规范的要求或不符合、达不到所规定的要求。很明显,其中没有用量值来表达。
测量仪器的准确度表达则可有以下形式:
(1)某个等别或某个级别,或等与级均用;
(2)符合或不符合某个技术规范要求,即按某种规范是合格,还是不合格。
因此,把测量仪器表达为哪一等或哪一级,例如0.5级,都是恰当的。但不能表达为,例如0.1mg;≤0.02°C;3kVA;≤0.02%等。
尽管某些仪表的技术规范中规定其引用误差不超过0.5%时,就可用0.5级来说明其准确度,但是用0.5级是定性,而引用误差0?5%则是定量。在给出准确度时只能用0.5级而不能用0.5%,后者是个量值,而且这个量值是引用误差之值,应该明确,测量仪器准确度并非引用误差,也非示值不确定度;同样,不是分辨力也不是稳定性等计量学中的定量概念。
此外,对于测量仪器的准确度,当前,原则上不使用不确定度的指标而一般只用测量仪器的示值误差、最大允许误差、基值误差、固有误差、引用误差、偏移、重复性等来表示。必须指出,当用上述计量学指标表示准确度时,应该把所用的量值是什么指明,而决不能省略地只给出准确度≤0?02%或0?01mg。换句话说,要交待清这个0?02%或0?01mg是什么。是最大允许误差?还是引用误差?或其他。
因此,用准确度作为一个栏目是可以的,但如不是填等、级,则应把填的是什么交待清楚。
2?测量不确定度
有的表格中用了不确定度作为栏目。根据《91》,定义为“表征被测量的真值所处范围的评定。”而《98》按国际上的意见把它修改为“表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。”上述两种定义的概念没有实质上的矛盾。只不过是前者由于涉及真值这样一个不可知量而不如后者有较好的可操作性。这个问题本文不去讨论。不论采用上述哪一个定义,不确定度的评定方法与表达形式是一样的。
我们的日常校准、检定或测试中,给出的一般是扩展不确定度U或Up,而不是合成标准不确定度uc。扩展不确定度等于包含因子k与合成标准不确定度uc之积,即U=k·uc。包含因子k一般既可取2,也可取3,当我们给出U时,必须指明k的大小而不能省略。而扩展不确定度U给出的是置信概率为p时,被测量可能值分布的置信区间的半宽。一般p之值既可取0?95,也可取0?99甚至其它。p值的大小导致Up值有不可忽略的变化。因此,给出Up时,必须明确指出p值的取值,例如:U95或U99。可惜,这类不该忽略的问题,在本文开头所提到的表中都被忽略了。作为测量仪器的性能,建议用准确度表述而不用不确定度来表述。
3?测量范围
《91》与《98》对测量范围的定义基本一致。定义为“测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值”,又称工作范围,有些测量仪器的测量范围与其标称范围一致,但也有的测量仪器的测量范围小于其标称范围。必须区别对待,决不能把准确度等级当作测量范围。例如:砝码测量范围4等。
4?公式表达
设备表中出现了例如:
(1+L/100)μm
(0.1+1L)μm等
式中的符号L可以猜得出是长度。L是一个量,它可以是例如:20mm,50mm等,但是,如果把L=50mm代入以上的第一个式子,得出(1+50mm/100)μm=(1+0.5mm)μm。这是什么呢?括号中的两项如何相加?明显是个错误的表达式。如果这个式中分母100改成100mm,就不会出这种问题了,当L=50mm时,可得(1+50mm/100mm)μm=(1+0.5)μm=1.5μm。给出计算式时必须注意这类过去大量一贯出现的错误。

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